电力供需需要时时平衡,过去往往是调整供给配合需求,随着分布式能源概念发展,有了“需求反映”(Demand Response)概念,也就是调整需求达到供需平衡,譬如让用户把洗衣机时间设置在非尖峰用电时间,如此就可降低尖峰的用电需求。需求反应一般是为了弥平尖峰用电高峰,不过Google现在采用类似概念,打算调整自己用电时间配合绿色能源发电时间,提升绿色能源使用率。
Google正努力完成尽可能使用绿色能源的目标,为了提升绿色能源使用度,想到调整需求端,引进转移用电时间的概念。Google数据中心的运算作业,有些不需要即时处理的部分,列为“非紧急”任务,如处理YouTube视频,或是Google翻译添加新字汇,这些运算可调整时间,配合风能与太阳能的发电时间,如此一来就能尽可能在“更绿”的时段用电。
Google碳智能运算部门(carbon-intelligent computing)在一处数据中心实验,进行运算时间调配,先从丹麦资料公司Tomorrow取得每小时“电网碳密集度”,也就是该时段电网供应的电力有多少比例是来自碳排放能源,例如燃煤发电,平均下去计算当时使用每度电的平均碳排放量,然后与Google内部预测电力需求搭配,调配“非紧急”运算,尽量把用电集中到绿色能源比例较高的时段。
一般状况下,电网在中午时段碳密集度最高,为了因应尖峰需求,需要打开尖载燃气发电厂,而Google用电需求在一天中上上下下,其中有许多用电高峰会位于中午附近。经过调整后,用电集中在碳密集度的夜间,中午时用电曲线呈凹陷状,同样的用电量,却节省了很多碳排放,且不影响时常需求,如Google搜索引擎或是YouTube视频流媒体。
虽然这次测试只在一座数据中心进行,但经验可扩展到其他数据中心,Google不仅想调节用电时间,还考虑调节用电的位置,也就是把不同任务在不同供电组成的数据中心转换,进一步提升减碳程度。Google已计划要在接下来几个月内于全球数据中心测试,并于2020年稍晚公布测试方式及效果成果。
与当地电网配合有难度
Google积极制定绿色能源目标,不断购买绿电与绿色能源资产,至2017年,Google以全年度来说,拥有与购买的绿电可100%抵消所有用电,但这只是数学计算结果,实际运行方面,Google许多数据中心还是依赖当地电网提供电力,而电网提供的电力并非纯然绿电。为了进一步绿化,2018年Google提出运营全天候使用无碳能源的计划,希望全球各处无时无刻都尽可能使用绿色能源,这个雄心勃勃的计划,面临最大的困难就是必须与当地电网配合,在几乎100%绿色能源的芬兰很容易完成,但在几乎全是化石燃料火力发电的维吉尼亚州,就相对艰难。
为此,Google动用采购力与身为中西部电网组织会员的力量,劝说维吉尼亚州的道明能源(Dominion Energy)积极绿化,此外,道明能源也受维吉尼亚州法律规范,必需在2045年以前转换为100%绿色能源。
虽然电网会逐渐绿化,但还是需要时间,电网完全绿化之前,Google并不只是坐等,而是思考转移用电时间、用电地点的办法,借此提升公司用电的绿化程度。过去转移用电时间主要考虑的是兴建电池储能系统,如今Google证明可以从需求调整来完成。
不过,Google也指出,这招只有自身控制数据中心,且运算需求可由自己调配的企业才有办法进行。若是出租服务器主机的企业,客户要何时使用运算性能,可不是能控制的,这招也就无用武之地了。
(首图来源:Google Cloud)